Deprotoneerimine on vesinikiooni ehk prootoni eemaldamine (äravõtmine) molekulist või ioonist. Aine deprotoneerub teise aine toimel, kui viimane on tugevamate aluseliste omadustega, s.t. on võimeline prootonit vastu võtma ehk protoneeruma.
Aine deprotoneerumise võimet näitab pKa (see on logaritmiline happe dissotsiatsiooni konstant) väärtus. Deprotoneerivate agentidena kasutatakse tihti hüdroksiide (näiteks NaOH). Väga vähe happelise prootoni eemaldamiseks kasutatakse hüdriide, mis on tugeva deprotoneeriva võimega (näiteks NaH).